Állattudományi Tanszék - állatállományra mérgező növények

FIGYELEM:
A "mérgező" nem azt jelenti, hogy halálos. A toxicitás egyes megnyilvánulásai finomak. Az adag, mint mindig, meghatározza, hogy egy növény biztonságos tápanyagforrás vagy mérgező veszély.

Ricin Toxin a ricinus bab növényből, a Ricinus communis

A ricin az egyik legmérgezőbb, természetesen előforduló anyag.

A ricinus bab növény magjai, Ricinus communis, mérgező emberekre, állatokra és rovarokra. Az egyik fő mérgező fehérje a "ricin", amelyet Stillmark nevezett el 1888-ban, amikor a bab kivonatát vörösvértesteken tesztelte és agglutinálódott. Most már tudjuk, hogy az agglutináció egy másik szintén jelen lévő toxinnak volt köszönhető, az úgynevezett RCA-nak (Ricinus communis agglutinin). A ricin erős citotoxin, de gyenge hemagglutinin, míg az RCA gyenge citotoxin és erős hemagglutinin.

Mérgezés lenyelés a ricinus bab annak köszönhető ricin, nem RCA, mert az RCA nem hatol be a bél falába, és csak akkor érinti a vörösvérsejteket, ha intravénásan adják be. Ha az RCA-t a vérbe injektálják, a vörösvértestek agglutinálódnak és hemolízissel szétrepednek.

Talán csak egy milligramm ricin képes megölni egy felnőttet. Az emberi mérgezés tünetei a lenyelés után néhány órán belül jelentkeznek.

A tünetek a következők:

hasi fájdalom
hányás
hasmenés, néha véres.

Néhány napon belül:

súlyos kiszáradás,
a vizelet csökkenése,
és a vérnyomás csökkenése.

Ha a halál 3-5 nap alatt nem következett be, az áldozat általában felépül. Célszerű a gyerekeket távol tartani a ricinusnövénytől vagy annak magjaival készült nyakláncoktól. Valójában nincs is házukban, vagy kisgyerekes házban. Ha lenyelik a leveleket vagy lenyelik a magokat, mérgezhetnek. A nyakékbe gyöngyözött, nagyon mérgező magvak bőrirritációt okoznak az érintkezési ponton.

Ha a magot rágás nélkül lenyelik, és a maghéjban nincs károsodás, akkor valószínűleg ártalmatlanul jut át az emésztőrendszeren. Ha azonban megrágják vagy összetörik, majd lenyelik, a ricin toxint felszívja a belek.

Azt mondják, hogy csak egy mag képes megölni a gyereket. A gyermekek a felnőtteknél érzékenyebbek a hányás és hasmenés okozta folyadékvesztésre, gyorsan súlyosan kiszáradhatnak és meghalhatnak.

A kertben lévő ricinusnövényeknek nem szabad hagyniuk virágozni és magozni.

Ricinus bab növény, mérgezés és olaj

A ricinus bab növény, Ricinus communis, "trópusi afrikai őshonos, amelyet többféle fajtában termesztenek a leveleiben található olaj és merész lombja miatt" (Alber és Alber)

A "szárú levelek általában nyolc sugárzó, hegyes szórólapok, kissé fogazott élekkel és kiemelkedő központi erekkel. Sok fajta zöld, de néhányuk vörösesbarna. "(Cooper és Johnson) A virágok zöldek és nem feltűnőek, de a pigmentált fajtákban rózsaszínűek vagy vörösek. Sok porzó az alap közelében, az elágazó bibék pedig a virág tetején vannak. A puha tüskés gyümölcsök vonzóan tartalmaznak foltos magvak a növény megkülönböztető jegyei.

Dísznövényként termesztik a kertekben, néha szobanövényként, és gyomként is növekszik. Délen egyéves, a trópusokon évelő, és a szabadban elérheti a „15 láb magasat”. Az Euphorbiacea (Spurge) családjába tartozó fás szárú gyógynövény.

Ricinus babmérgezés - gyermekek

Célszerű a gyerekeket távol tartani a ricinus babtól vagy annak magjaival készített nyakláncoktól. Valójában nincsenek sem kisgyerekes házban, sem annak közelében. Ha lenyelik a leveleket vagy lenyelik a magokat, mérgezhetnek. A nyakékbe gyöngyözött, nagyon mérgező magvak a bőrön irritációt okoznak a kontaktponton.

Azt mondják, hogy csak egy mag képes megölni a gyereket. A gyermekek a felnőtteknél érzékenyebbek a hányás és hasmenés okozta folyadékvesztésre, gyorsan súlyosan kiszáradhatnak és meghalhatnak.

A kertben lévő ricinusnövényeknek nem szabad hagyniuk virágozni és magozni. Jó gyakorlat az, hogy "rágja a rügybe".

1978-ban ricint használtak Georgi Markov meggyilkolására 1978-ban, egy bolgár újságírót, aki felszólalt a bolgár kormány ellen. Esernyő hegyével leszúrták, miközben egy londoni Waterloo állomás közelében lévő buszmegállóban várakozott. Perforált fémes pelletet találtak a lábába ágyazva, amely feltehetően a ricin-toxint tartalmazta.

Levéltetvek, a ricinus bab növényének jobb oldalára húzva mérgezésre hajlamosak a floém lenyelése. A nedvszívók az etetés után 24 órán belül elhunytak.

A Európai kukoricabogár és a Déli kukorica gyökérféreg a lárvákat elpusztították, amikor 2% ricinnel festett takarmánynak tették ki őket. Az ehhez hasonló tanulmányokat "természetes" peszticidek kifejlesztésére végzik.

A ricinusbabot egyesek összetevőjeként használják állati takarmányok miután az olajat extrahálták vagy inaktiválták 20 percig 140 ° C-on végzett hevítéssel. Az állatok takarmányában történő ricinusbab-felhasználási kísérletek a ricin inaktiválásának különböző módszereit tartalmazzák, a tápérték fenntartása mellett. Néhány tanulmány kimutatta, hogy az ilyen hőkezelés után is fennmarad a toxicitás. Például halálos volt tőkés réce adott a takarmány. "Az étkezés toxicitása vagy hőstabil, vagy növekedést gátló tényezőből, vagy a ricin perces maradványaiból származhat" (Okoye és mtsai.)
Egy tanulmány juh kimutatta, hogy autoklávozott ricinus-bab liszt a juhadag 10% -ába beépíthető, káros hatás nélkül.

Az állatállomány mérgezése általában a ricinusbab véletlenszerű takarmányba történő beépítésével történik. Lovak különösen sebezhetőek.

A Ricin állatállományra gyakorolt hatásaival kapcsolatos részletesebb információkért lásd: "Mérgező növények oldal, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

A ricinusbabokat sajtolják, hogy kivonják a ricinusolajat, amelyet gyógyászati célokra használnak. A ricin nem oszlik meg az olajban, mert vízoldékony, ezért a ricinusolaj nem tartalmaz ricint, feltéve, hogy az előállítása során nem történt keresztkontamináció.

További információk az őket leíró adatokról a Castor Bean név alatt találhatók, a kanadai mérgező növények információs rendszerében, Derek B. Munro jóvoltából.

A mérgező hatás mechanizmusa

Sok citotoxikus fehérjék sokféle növényt azonosítottak, és szerkezetükben és működésükben egyaránt kapcsolatban állnak a ricinnel. Ők gátolják a fehérje-szintézist konkrétan és visszafordíthatatlanul inaktiválva eukarióta riboszómák.

Ezek "riboszómát inaktiváló fehérjék"(RIP-ek) jellemzően N-glikozilezett, 30 kDa monomerek (1. típusú RIP-ek). Ahhoz azonban, hogy a sejtfelszíni galaktozidokhoz kötődjenek és a citoszolba bejussanak a riboszómák eléréséhez, szükségük van egy második monomerre, egy galaktózt kötő, 30 kDa lektinre. A monomereket diszulfid híd alkotja, és így a toxikus heterodimerek képződnek (2. típusú RIP-ek).

Néhány növény, mint pl búza ésárpa, csak 1. típusú RIP-ek, és vannak nem mérgező, míg mások, például a ricinus babmag, tartalmazzák a 2. típusú RIP-ek amelyek a legerősebb citotoxinok a természetben. 5% -a Ricinus a mag ricinből és RCA-ból (Ricinus communis agglutinin) áll.

A ricin egy heterodimer 2. típusú RIP. Ezt a riboszómát inaktiváló enzimet (32 kDa), más néven A-láncot diszulfidkötés köti össze a galaktóz/N-acetil-galaktozamint kötő lektinnel (34 kDa), amelyet B láncnak is neveznek.

A ricin és az RCA az érő magok endospermium sejtjeiben szintetizálódik, és egy "fehérjetest" nevű organellában, egy vakuoláris rekeszben tárolódik. Amikor az érett mag kicsírázik, a toxinokat hidrolízissel néhány napon belül elpusztítják.

A ricin a szintézist a prepropolipeptid amely mindkettőt tartalmazza A és B lánc. A jelsorozat az Nh3-terminális a megalakuló láncot a endoplazmatikus retikulum (ER) majd lehasítják. Mivel a proricin a polipeptid megnyújtja, és az ER lumenén belül N-glikozilezett. A fehérje-diszulfid izomerázok katalizálódnak diszulfid-kötés képződése ahogy a proricin molekula összehajtja önmagát. A proricin további oligoszacharid-módosításokon megy keresztül Golgi komplexum majd vezikulákon belül szállítják a fehérjetestek.

A ricin addig nem katalitikusan aktív, amíg egy endopeptidáz proteolitikusan nem hasítja le a fehérjetestekben. Ez hasad a polipeptid az A és a B láncba még mindig egyetlen diszulfidkötés köti össze. Mivel a ricin addig inaktív, a növény elkerüli saját riboszómáinak mérgezését abban az esetben, ha valamilyen proricin véletlenül a citoszolba kerül a szintézis és a szállítás során.

Ricin enzimatikus akció

A ricin A a heterodimer része az az enzim, amely megköti és depurinátok egy specifikus adenin a 28S rRNS. A riboszóma adeningyűrűje a tirozin két gyűrűje közé szorul katalitikus hasadék az enzim N-glikozidáz-hatása révén hidrolizálódik. A céladenin egy olyan specifikus RNS-szekvencia, amely a szokatlan tetranukleotidhurkot tartalmazza, GAGA. A ricin aktívabb az állati, mint a növényi riboszómák ellen, és az intakt baktérium riboszómák általában nem érzékenyek.

Lord et al. Ábrája ricin háromdimenziós szalagrajzát ábrázolja, röntgen kristálytani adatok alapján modellezve. A jobb felső fele, a pontozott szalag az A lánc, a bal alsó fele pedig a szilárd szalag a B lánc.

A Lánc (vagy RTA)egy 267 aminosav globuláris fehérje. 8 alfa spirál és 8 béta lap van benne. A szubsztrátkötő hely a hasadék, amelyet a szubsztrát adeningyűrűje jelöl.

A B lánc (vagy RTB) egy 262 aminosav fehérje, amely súlyzó alakú. Mindkét végén van egy kötési helye a galaktózhoz (amelyet laktózgyűrűk ábrázolnak). Ez a két hely lehetővé teszi hidrogénkötést specifikus membráncukrokhoz (galaktóz és N-acetil-galaktozamin). Diszulfid híd (-S-S-) csatlakozik az RTA-hoz az RTB-vel (szélsőjobb, közép). A gömbök csapdába eső vízmolekulák.

A ricin RTB része mind a glikoproteinekhez, mind a glikolipidekhez kötődik a sejtek felszínén, amelyek galaktózzal végződnek. Két kötőhelye van a galaktózhoz, és sejtenként 106-108 ricinmolekula kötődhet. Csak egyetlen ricin molekula, amely bejut a citoszolba, percenként több mint 1500 riboszómát inaktiválhat, és elpusztíthatja a sejtet.

Amint a diagram mutatja, a ricin internalizálásának útja a következőket foglalja magában:

- bevont gödrök és vezikulák által végzett endocitózis vagy,
endocitoszómák sima gödrök és vezikulák által. A vezikulák endoszómával olvadnak össze.
Számos ricinmolekula exocitózis útján kerül vissza a sejtfelszínre, ill
a vezikulák lizoszómákká olvadhatnak össze, ahol a ricin elpusztulna.
Ha a ricintartalmú vezikulák összeolvadnak a Trans Golgi Hálózattal (TGN), még mindig van esély arra, hogy
térjen vissza a sejtfelszínre.
Mérgező hatás lép fel, amikor az RTA az RTB segítségével behatol a TGN membránba és felszabadul a citoszolba.

A citoszolba kerülve az RTA katalizálja a riboszómák depurációját, leállítva a fehérjeszintézist.

Az immunotoxinok terápiás alkalmazásai

A ricin megcélozható specifikus sejtekre, mint pl rákos sejtek, az RTA alegység konjugálásával olyan antitestekkel vagy növekedési faktorokkal, amelyek előnyösen megkötik a nem kívánt sejteket. Ezek az immunotoxinok nagyon jól működtek in vitro alkalmazások, pl. csontvelő-transzplantációk. Bár sokakban nem nagyon működtek in vivo a kutatások ezen a téren tett előrelépés ígéretet jelent a jövőre nézve.

IN VITRO ALKALMAZÁSOK

Ban ben csontvelő átültetés eljárások, RTA-immunotoxinok használták sikeresen hogy T-limfocitákat pusztítson el a hisztokompatibilis csontvelőben adományozók. Ez csökkenti a donor csontvelő kilökődését, ezt a problémát "graft-vs-host betegségnek" (GVHD) nevezik. Szteroidrezisztens, akut GVDH helyzetekben az RTA-immunotoxinok segítettek enyhíteni az állapotot. Emellett autológ csontvelő-transzplantáció, a betegek mintája saját csontvelő anti-T-sejt immunotoxinokkal kezelik a rosszindulatú T-sejtek elpusztítására T-sejtes leukémiák és limfómák.

"A szilárd daganatok in vivo kezelésében jelentős problémák merülhetnek fel az immunotoxin (IT) rossz hozzáférése miatt a daganat tömegéhez; az IT-specifitás hiánya, a tumorsejtek heterogenitása, az antigén leadása, az IT lebomlása vagy gyors eltávolítása, és dózist korlátozó mellékhatások ". (Lord és mtsai.). A ricin-immunotoxinokkal kezelt betegek egyik gyakori problémája a "vaszkuláris szivárgás szindróma", amelyben az erekből folyadék szivárog, ami hipoalbuminémiához, súlygyarapodáshoz és tüdőödémához vezet. "Kutatási erőfeszítések az immunotoxinok és terápiák kiterjesztésére és kifejlesztésére a klinikai felhasználásra rák és AIDS rekombináns DNS technológiát alkalmazó stratégiákkal folytatják (Lord és mtsai.).

"A toxigének olyan DNS-fúziók, amelyekben egy erős toxint, például RTA-t kódoló DNS szövet- vagy fejlődési stádium-specifikus promoter és/vagy enhancer transzkripciós kontrollja alá kerül. Amikor intracellulárisan expresszálódik, a toxigén-termék sejtpusztulást okoz. és egy toxigén expressziója transzgenikus állatokban vagy növényekben ahhoz vezethet sejttípus-specifikus abláció, amihez lehet használni

tanulmányozza a fejlõdõ sejtvonalakat vagy
generálják a degeneratív betegségek állatmodelljeit. "(Lord et al.)

Az ábra mutatja a ricin injekcióját a vagális idegbe és az azt követő idegsejtek pusztulását (szaggatott idegsejtek megsemmisültek, szilárd idegsejtek nem érintettek).

Az idegtudósok szelektíven elpusztíthatják az idegsejteket azzal, hogy ricint injektálnak az idegekbe. A retrográd axonális transzportmechanizmusok eljuttatják a toxint az idegsejt testekbe, ahol a riboszómák lokalizálódnak.

Az ultrakonstrukciós elemzésből kiderül, hogy a ricin előbb a poliriboszómák diszperzióját okozza, majd a durva endoplazmatikus retikulum sima vezikulákká szerveződik. A sejttestek (perikaryon) megduzzadnak, az atommagok degenerálódnak és az egész neuron felbomlik.

Mivel a ricin egy N-acetil-galaktozamint megkötő lektin, különböző lektinekkel együtt alkalmazható, amelyekfeltérképezi a glikozilezés neuronális mintáit. Amikor a toxin injektálása után öngyilkosság-transzport figyelhető meg, az megerősíti a N-acetil-galaktozamin maradványok az idegsejtek felszínén. Az öngyilkosság szállítására vonatkozó stratégiák nagyon jól működnek a felnőtt perifériás szenzoros és motoros neuronok, mert érzékenyek a ricinre.

A felnőttek központi idegrendszerében található idegsejtek rezisztensek a ricin általi ablációval szemben, míg a fiatal fejlődő agyak érzékenyek, ami arra utal, hogy az agy fejlődése magában foglalja a központi idegrendszer neuronjainak glikozilációjában bekövetkező változásokat. A galaktóz terminális maradékai lehetnek szkénsavmaradékok hozzáadásával levághatók vagy elfedhetők.

Öngyilkossági szállítási kísérletek során gyakran valamilyen ricin kiszivárog az idegből, az állat szisztémás mérgezését okozva. Ezt a problémát el lehet kerülni az a ricin antiszérum.

Az öngyilkossági szállítási stratégiák értékét összefoglaljuk (Wiley és Oeltmann):

a neuronok anatómiai feltérképezése
motoros neuron degeneratív betegségek modellezése
a perifériás idegkárosodás következményeinek és javítási mechanizmusainak tanulmányozása
sejtes neurotranszmitter receptorok feltérképezése
betegséggel kapcsolatos alkalmazások, ideértve a következőket:
- a látens herpes simplex vírus felszámolása a trigeminus szenzoros neuronokban
- glia fibrilláris kötegek előállítása és elemzése
- a ló neuromáinak kezelése

Alber, J. I. és D. M. Alber. (1993) Bababiztos szobanövények és vágott virágok: Útmutató a gyermekek és növények biztonságos egy tető alatt tartásához. Story Communications Inc., Pownal, Vermont.

Cooper, M. R. és A. W. Johnson. (1994) Mérgező növények és gombák: illusztrált útmutató. CAB Nemzetközi Állat-egészségügyi Iroda, Weybridge; London.

Czapla, T. H. és I. A. Johnston. (1990) A növényi lektinek hatása az európai kukoricabogár (Lepidoptera: pyralidae) és a déli kukoricagyökér (Coleoptera: chrysomelidae) lárvafejlődésére. J.Econ. Entomol, Lanham, Md .: Entomological Society of America, 83 (6): 2480-2485.

Frankel, A. E., (1993) Immunotoxin Therapy of Cancer. Onkológia (Huntington), 7 (5): 69-78; vita79-80, 83-6.

Knight, B. (1979) Ricin - erős gyilkossági méreg. Br. Med. J. 278: 350-351.

Lord, J. M., Roberts, L. M. és J. D. Robertus. (1994). FASEB J. febr. 8 (2): 201-8.

Matthews, R. W. és J. R. Matthews (1978). Rovarok viselkedése, kocsma. Wiley and Sons, Inc. New York, 507. o.

Okoye, JOA, Enunwaonye, Kalifornia. Okorie, A.U. és F.O.I. Anugwa (1987). A pörkölt ricinus babliszt Ricinus communis csibékkel történő táplálásának kóros hatásai. Avian Pathol. 16 (2): 283-290.

Olaifa, J. I., Matsumura, F., Zeevaart, J. A. D., Mullin, C> A> és P. Charalambous. (1991) Halálos mennyiségű ricinin zöld barack levéltetvek myzus-persicae suzler ricinus bab növényekkel táplálva. Plant Sci. (Limerick), 73 (2): 253-256.

Purushotham, N. P., Rao, M. S. és G. V. Raghavan (1986). Ricinus-liszt felhasználása juhok koncentrátum-keverékében. Indian J. Anim. Sci. 56 (10): 1090-1093.

Robertus, J. D. (1988). A toxin szerkezete. Rák kezelése. Res. 37: 11-24.

Robertus, J. D. (1991) A citotoxikus N-glikozidáz, a ricin szerkezete és hatása. Sem. a Cell Biol. 2: 23-30.